基于感知的自适应数字水印技术研究及应用

论文摘要

数字水印技术克服了传统密码学技术中加密的内容在解密和被破解之后不再安全的问题，因此近十年来日益受到各界普遍关注，并正逐渐成为一种有效的数字产品版权保护和数据安全维护技术的有效手段。论文首先阐述了数字水印的研究背景及现状、数字水印的基本原理、感知模型、人类视觉特性(HVS)以及在数字水印技术中的应用。在此基础上，介绍了目前主流的水印嵌入算法，提出一种基于HVS的自适应图像水印算法。该算法首先根据载体图像自适应生成基于边缘特征的水印图像，接着利用人类视觉特性，将原始图像载体分裂为K个互不覆盖的8×8DCT块，计算各块的熵值，统计各块量化后非零系数的个数，把载体图像分为四类：平滑区、纹理区、边缘区和其他区域四类，不同的区域采用不同地嵌入强度，最后根据载体图像以及水印图像的大小，自适应的选择水印信号嵌入的位置，从而使水印在稳健性、不可见性和嵌入容量等方面达到较好的折衷。这种算法很好地利用了HVS特性，实现了水印自适应嵌入，提高了有意义水印的安全性和抗干扰能力，增强了水印算法的实用性。本文运用各种常见的水印的攻击方法对嵌入水印的图像进行试验，实验结果表明水印对一些常见的图像处理(如低通滤波、中值滤波、平移、锐化、剪切等)都具有较好的稳健性，从而证实了该算法的可行性和准确性。文章最后设计并实现了一个基于感知的自适应数字水印图像版权保护系统，进行了实验和分析，结果表明该水印系统具有良好的鲁棒性，具有一定的实用意义。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 引言
• 1.1 数字水印技术研究背景
• 1.1.1 数字作品的知识产权保护
• 1.1.2 商务交易中的票据防伪
• 1.1.3 声像数据的隐藏标识和篡改提示
• 1.2 数字水印的研究历史
• 1.3 数字水印的分类
• 1.4 数字水印研究现状
• 1.4.1 学术界
• 1.4.2 产业界
• 1.4.3 标准化组织
• 1.4.4 我国研究现状
• 1.5 本文的研究内容及组织安排
• 第2章 数字水印技术原理
• 2.1 数字水印处理系统的基本框架
• 2.1.1 数字水印的生成
• 2.1.2 数字水印的嵌入
• 2.1.3 数字水印的提取和检测
• 2.2 数字水印系统性能评估
• 2.2.1 数字水印相关参数
• 2.2.2 数字水印攻击方法
• 2.2.3 性能评估和基准测试的一般步骤
• 第3章 感知模型
• 3.1 感知模型的一般形式
• 3.1.1 灵敏度
• 3.1.2 掩蔽
• 3.1.3 合并
• 3.2 人类视觉系统（HVS）模型
• 3.3 人类视觉系统的视觉特性
• 3.3.1 频率敏感性
• 3.3.2 亮度敏感性
• 3.3.3 对比度掩蔽特性
• 3.3.4 边缘及纹理掩蔽特性
• 3.3.5 视觉系统对颜色的感知特性
• 3.4 一种Watson视觉感知模型
• 第4章 基于HVS的水印算法
• 4.1 HVS在水印算法中的重要性
• 4.2 基于HVS的自适应图像水印算法的理论框架
• 4.3 一种基于HVS的自适应图像水印算法
• 4.3.1 水印的选取和自适应生成
• 4.3.2 水印的嵌入
• 4.3.3 水印信号的提取
• 4.3.4 实验结果与分析
• 第5章 基于图像版权保护的数字水印系统
• 5.1 版权保护对数字水印的要求
• 5.2 基于图像版权保护的数字水印系统
• 5.2.1 系统开发环境
• 5.2.2 系统的基本原理
• 5.2.3 系统的基本模块
• 5.2.4 系统的实现
• 5.3 实验结果及分析
• 5.3.1 水印嵌入实验结果及分析
• 5.3.2 水印攻击实验结果及分析
• 第6章 结论与展望
• 致谢
• 参考文献